(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面に、長手方向に連続する一体成型された凸部を備えた矩形の熱伝導性基板と、当該凸部上に搭載された複数の発光部品と、当該熱伝導性基板の当該一方の面上に、当該凸部に隣接して設けられ、当該複数の発光部品に電力を供給するための配線がガラスエポキシ板に設けられた配線基板とを備えた発光部と、
一部が前記熱伝導性基板の他方の面に接して設けられ、前記複数の発光部品が発する光を栽培対象である植物に対して集光させる反射部と
を備えた植物栽培用の照明装置。
【請求項２】
前記熱伝導性基板の前記凸部の表面は、当該熱伝導性基板上に設けられた前記配線基板の表面を含む面と同じまたは当該配線基板の表面を含む面から突出していることを特徴とする請求項１に記載の植物栽培用の照明装置。
【請求項３】
前記複数の発光部品のそれぞれの発光部品は、前記配線基板に設けられた前記配線と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の植物栽培用の照明装置。
【請求項４】
前記熱伝導性基板は、金属材料で構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の植物栽培用の照明装置。
【請求項５】
前記反射部は、金属材料で構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の植物栽培用の照明装置。
【請求項６】
前記反射部は、前記発光部が谷部に配置された山型または波板状の構造体で構成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の植物栽培用の照明装置。
【請求項７】
前記複数の発光部品は、青色光を発光する半導体発光素子と赤色光を発光する半導体発光素子とを含むことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の植物栽培用の照明装置。
【請求項８】
前記複数の発光部品に含まれる前記青色光を発光する半導体発光素子は、ピーク発光波長４２０ｎｍ〜４８０ｎｍのＩｎＧａＮで構成される発光層を有し、前記赤色光を発光する半導体発光素子は、ピーク発光波長６５０ｎｍ〜６９０ｎｍのＡｌＧａＩｎＰで構成される発光層を有することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の植物栽培用の照明装置。
【請求項９】
支柱により水平方向に保持された複数の棚板と、
前記複数の棚板において、上下方向に隣接する２つの棚板の下方の棚板上に載置され、植物が栽培される栽培容器と、
前記栽培容器の載置された棚板に対して、上方に設けられた棚板の当該栽培容器に対向する面に接して設けられた請求項１に記載の植物栽培用の照明装置と
を備える植物栽培装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子を用いた植物栽培用の照明装置および植物栽培装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自然条件の変動に左右されない農業環境づくりとして、栽培環境の光、温度、湿度、炭酸ガス濃度など、植物成長に影響を及ぼすあらゆる条件を制御して農作物などを生産する植物工場、野菜工場などが実用化されつつある。
これらの植物工場には、完全人工光型と太陽光併用型とがあるが、両者とも人工光を照射する照明装置を設置することが必須となっている。そして、照明装置からは、赤色と青色との光を植物に照射することが必要とされている。これらの照明装置の光源には、半導体発光素子（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）が用いられるようになってきている。
【０００３】
特許文献１には、熱冷媒を用いた強制冷却装置を備えたパネル状の光半導体ユニットからなる光源を、植物栽培面に近接させて設置した植物栽培装置が記載されている。
特許文献２には、湿度が高い環境においても植物栽培用の照明パネルの耐久性を高くするため、ベースと、そのベースに密着した金属薄板製の基板と、その基板上に配列された多数の発光ダイオードと、ベースとの間に空間をあけて配置されるカバーと、ベースとカバーとの間に介在され、空間を外部に対して気密に維持するためのシール材とを備えており、空間に乾燥空気が充填されると共に、枠材内に乾燥剤が収容されている植物栽培用の照明パネルが記載されている。
特許文献３には、植物栽培用の半導体発光照明装置の半導体発光素子の放熱を促し、大電流印加による高輝度化を行うため、上側に冷却水を通水可能で、且つ内部に通電可能な金属壁と、金属壁の下部に取り付けられる光源ユニットとを有する半導体発光照明装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−９８６６５号公報
【特許文献２】特開２０００−２０７９３３号公報
【特許文献３】特開２００３−１１０１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、半導体発光素子は、電流に比例して高輝度になるが、半導体発光素子に流れる電流が大きくなって、半導体発光素子の発熱量が大きくなる。この発熱により半導体発光素子の発光層の温度が上昇すると発光効率が低下してしまう。このため、植物栽培用の照明装置では、半導体発光素子から発生する熱を効率よく放熱できることが求められる。しかし、半導体発光素子から発生する熱を放熱するために、強制空冷や水冷を用いると、植物栽培用の照明装置が複雑且つ大型になってしまう。
さらに、照明装置が安価に製造できる構造であることが好ましい。
本発明の目的は、半導体発光素子の発熱を効率よく放熱できるとともに、安価に製造できる植物栽培用の照明装置およびその植物栽培用の照明装置を用いた植物栽培装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的のもと、本発明が適用される植物栽培用の照明装置は、一方の面に、長手方向に連続する一体成型された凸部を備えた矩形の熱伝導性基板と、凸部上に搭載された複数の発光部品と、熱伝導性基板の一方の面上に、凸部に隣接して設けられ、複数の発光部品に電力を供給するための配線がガラスエポキシ板に設けられた配線基板とを備えた発光部と、一部が熱伝導性基板の他方の面に接して設けられ、複数の発光部品が発する光を栽培対象である植物に対して集光させる反射部とを備えている。
反射部は、発光部と一体とすることで、放熱面積を増大させることを特徴とすることができる。また、発光部は、例えば反射部が山型の場合、谷部に配置し、山型の傾斜の角度を調整することで、一方向に光の強度を大きくしたり、広い範囲に均一に光を照射したりすることができ、光の強度分布を植物の種類、大きさ、背の高さなどにより適正化できる。
このような植物栽培用の照明装置において、熱伝導性基板の凸部の表面は、熱伝導性基板上に設けられた配線基板の表面を含む面と同じまたは配線基板の表面を含む面から突出していることを特徴とすることができる。
また、複数の発光部品のそれぞれの発光部品は、配線基板に設けられた配線と電気的に接続されていることを特徴とすることができる。
さらに、熱伝導性基板は、金属材料で構成されていることを特徴とすることができる。
そして、反射部は、金属材料で構成されていることを特徴とすることができる。また、反射部は、発光部が谷部に配置された山型または波板状の構造体で構成されていることを特徴とすることできる。
そしてまた、複数の発光部品は、青色光を発光する半導体発光素子と赤色光を発光する半導体発光素子とを含むことを特徴とすることができる。
これらの半導体発光素子は、発光層の材質および構造を高い発光効率を有するものとすることができ、栽培対象である植物の光合成の効率が高い波長（植物育成に適合した波長）を有することを特徴とすることができる。これにより、植物の光合成の効率が高くなり、消費電力が削減されるとともに、植物育成が促進される。
上記の青色光および赤色光を発光するそれぞれの半導体発光素子は、同じ工程で組み立てが可能であるように、上面に正極、負極を有しワイヤボンディングできる構造であることを特徴とすることができる。
【０００７】
また、他の観点から捉えると、本発明が適用される植物栽培装置は、支柱により水平方向に保持された複数の棚板と、複数の棚板において、上下方向に隣接する２つの棚板の下方の棚板上に載置され、植物が栽培される栽培容器と、栽培容器の載置された棚板に対して、上方に設けられた棚板の栽培容器に対向する面に接して設けられた上記の植物栽培用の照明装置とを備えている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、半導体発光素子の発熱を効率よく放熱できるとともに、安価に製造できる植物栽培用の照明装置およびその植物栽培用の照明装置を用いた植物栽培装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施の形態が適用される植物栽培装置の一例を示した図である。
【図２】第１の実施の形態が適用される照明装置の発光部の一例を示した図である。
【図３】窒化ガリウムで構成される発光層を有する青色発光チップの構成の一例を説明するための断面図である。
【図４】青色発光チップの上面図である。
【図５】ＡｌＧａＩｎＰで構成される発光層を有する赤色発光チップの構成の一例を説明するための断面図である。
【図６】赤色発光チップの上面図である。
【図７】２個の発光部から構成される発光部を示した図である。
【図８】第２の実施の形態が適用される照明装置の発光部の一例を示した図である。
【図９】発光素子パッケージの構成の一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
図１は第１の実施の形態が適用される植物栽培装置１の一例を示した図である。
植物栽培装置１は、少なくとも四隅に設けられた支柱１６により、間隔を設けて水平方向に設置された複数の棚板１５と、上下に隣接する棚板１５の下方に位置する棚板１５上に載置され、植物２を育成する栽培容器１７と、上方に位置し、栽培容器１７の上面と対向する棚板１５の面（栽培容器１７の上面に対向する棚板１５の裏面）に設けられた複数の照明装置１０とを備えている。
なお、照明装置１０は、発光部１１と、発光部１１から発した光を栽培容器１７側に集光させる反射部１２とを備えている。
【００１１】
植物栽培装置１の照明装置１０から、照明装置１０に搭載された半導体発光素子チップ６４−１〜６４−９（後述する図２参照）に電流を供給する電力供給ライン１８が設けられている。電力供給ライン１８は、棚板１５の裏面を伝って、植物栽培装置１の外部に引き出され、植物栽培装置１の外部に置かれた電源１９に接続されている。なお、後述する図２に示す半導体発光素子チップ６４−１〜６４−９をそれぞれ区別しないときは、半導体発光素子チップ６４と表記する。
【００１２】
本実施の形態における棚板１５は、栽培容器１７を載置する構造材であるとともに、照明装置１０から発する熱を放熱する役割を持っている。よって、棚板１５は、熱伝導性に優れた材料、例えばアルミニウム、銅またはそれらの合金、ステンレス鋼（ＳＵＳ）などの金属などで構成されていることが好ましい。また、棚板１５は熱容量が大きいことが好ましい。
【００１３】
反射部１２は、照明装置１０の半導体発光素子チップ６４が発した光のうち、植物２の反対側に向かう光を反射させて、植物２を照射するようにする。すなわち、反射部１２は、半導体発光素子チップ６４の発する光を効率よく植物２に照射する。このため、反射部１２は、棒状の照明装置１０に沿って、連続して設けられている。そして、反射部１２は、照明装置１０に対して垂直な断面が凹面状またはパラボラ状をなしている。
反射部１２は、熱伝導性に優れた材料、例えばアルミニウム、銅またはそれらの合金、ステンレス鋼（ＳＵＳ）などの金属などで構成されていることが好ましい。また、反射部１２の内側には、照明装置１０の半導体発光素子チップ６４の発する光を効率よく反射するアルミニウム、銀、金（赤色光に対して）などの膜が設けられていることが好ましい。すなわち、反射部１２は反射鏡として構成されている。また、反射部１２は、発光部１１の熱伝導性基板２１（後述する図２参照）と接するように設けられ、冷却フィンとしても働くように構成されている。
【００１４】
本実施の形態における照明装置１０の発光部１１は、後述するように、熱伝導性にすぐれた矩形の熱伝導性基板２１に複数の発光部品の一例としての半導体発光素子チップ６４−１〜６４−９（半導体発光素子チップ６４）が列状に搭載されて構成されている（後述する図２参照）。すなわち、照明装置１０は、棒状をなしている。
そして、照明装置１０の半導体発光素子チップ６４が発光に伴って発生する熱は、熱伝導により、発光部１１の熱伝導性基板２１に放熱され、次に熱伝導性に優れた反射部１２を介して棚板１５に放熱される。よって、発光部１１は水冷または空冷されることを要しない。
【００１５】
ここで、植物栽培装置１の動作を説明する。
植物栽培が培地を用いない水耕栽培である場合は、植物栽培装置１の栽培容器１７には、植物２とともに、植物２の根に養分を与える培養液が蓄えられている。培養液は、栽培容器１７の一方の端部から供給され、他方の端部から流れ出るように、循環させてもよい。
植物栽培が培地を用いた固形培地耕である場合は、植物栽培装置１の栽培容器１７には、植物２とともに、土などの培地が蓄えられている。そして、栽培容器１７に、水に肥料を溶かした液肥を施すことで、灌水と施肥とを同時に行う。
【００１６】
そして、照明装置１０に電源１９から電力が供給されることにより、照明装置１０の半導体発光素子チップ６４から発した一部の光は、直接、植物２に照射される。照明装置１０から発した他の一部の光は、反射部１２で反射して植物２に照射される。これらの光により光合成を行うことで、植物２が成長する。
なお、植物２に照射される光の波長は、照明装置１０に搭載された半導体発光素子チップ６４の発光波長で決められる。なお、赤と青との光が、植物２の育成に優れた効果を有することが知られている。
また、植物２に光が照射される時間は、照明装置１０の点灯時間によって決められる。
これらは、図示しない制御装置によって、コントロールされてもよい。
さらに、植物栽培装置１は、温度、湿度がコントロールされた環境に設置されていてもよい。
【００１７】
＜発光部１１＞
次に、照明装置１０の発光部１１について説明する。
図２は第１の実施の形態が適用される照明装置１０の発光部１１の一例を示した図である。図２（ａ）は、発光部１１を上面から見た平面図を示し、図２（ｂ）は、発光部１１のＩＩＢ−ＩＩＢ線での断面図を示している。
発光部１１は、図２（ｂ）に示すように、一方の面に、一体に形成された凸部２１ａを有する表面形状が矩形の熱伝導性基板２１と、凸部２１ａの表面２１ｂに設けられた複数の半導体発光素子チップ６４−１〜６４−９（半導体発光素子チップ６４）と、熱伝導性基板２１の凸部２１ａ以外の表面２１ｃに接着層２４を介して設けられた配線基板２２ａおよび２２ｂとを備えている。配線基板２２ａおよび２２ｂには、半導体発光素子チップ６４に電流を供給する配線が設けられている。
本実施の形態では、ベアチップである半導体発光素子チップ６４を熱伝導性基板２１の凸部２１ａに搭載された、いわゆるＣＯＢ（Ｃｈｉｐ  ｏｎ  Ｂｏａｒｄ）実装である。
【００１８】
まず、熱伝導性基板２１について説明する。
（熱伝導性基板２１）
熱伝導性基板２１は、例えば上面から見た形状が矩形の板状であって、熱伝導性に優れた材料により構成されている。そして、熱伝導性基板２１と一体に形成された凸部２１ａは、熱伝導性基板２１の長手方向に連続して構成され、その表面２１ｂは、半導体発光素子チップ６４が搭載可能な幅を有している。
熱伝導性基板２１には、熱伝導性に優れた金属、例えば銅、アルミニウムなどを用いることができる。アルミニウムの場合には、表面がアルマイト加工されていてもよい。
熱伝導性基板２１は、例えば銅であって、長さが１５０ｍｍ、幅が１０ｍｍとすることができる。そして、凸部２１ａの表面２１ｂの幅は、半導体発光素子チップ６４を搭載することができればよい。例えば、半導体発光素子チップ６４が３５０μｍ×３５０μｍであれば、凸部２１ａの表面２１ｂの幅（熱伝導性基板２１の短手方向に計測した長さ）が半導体発光素子チップ６４の一辺長である３５０μｍより長い１ｍｍとすることができる。
また、熱伝導性基板２１の厚さは、凸部２１ａの部分で、例えば０．３ｍｍとすることができる。また、凸部２１ａの高さは、例えば０．１５ｍｍとすることができる。
【００１９】
そして、凸部２１ａの両側面に、熱伝導性基板２１の長手方向に連なってスリット（隙間）２１ｄが設けられている。このスリット２１ｄに、配線基板２２ａおよび２２ｂがはめ込まれる。よって、スリット２１ｄの幅は、配線基板２２ａおよび２２ｂの厚さと同程度であって、スリット２１ｄに配線基板２２ａおよび２２ｂをはめ込めればよい。よって、後述するように、例えば配線基板２２ａおよび２２ｂの厚さが０．１５ｍｍの場合、スリット２１ｄの幅は０．１７ｍｍとすることができる。
また、スリット２１ｄの深さは、半導体発光素子チップ６４が発生する熱の熱伝導性基板２１への熱伝導による放熱を妨げなければよく、例えば０．２ｍｍとできる。
なお、図２（ｂ）に示したように、配線基板２２ａおよび２２ｂは、熱伝導性基板２１の表面２１ｃに接着層２４で固定される。このことから、配線基板２２ａおよび２２ｂがスリット２１ｄに嵌合して、固定されることを要しない。よって、スリット２１ｄを設けなくともよい。
なお、熱伝導性基板２１が柔軟性を有する銅などで構成されていると、発光部１１を熱伝導性基板２１の厚さ方向に変形させて（曲げて）、植物栽培装置１に取り付けることができる。
【００２０】
熱伝導性基板２１の製造方法について説明する。
熱伝導性基板２１は、銅を圧延することにより、長手方向に連続的に、いわゆるロールツーロールで形成できる。これにより、発光部１１が安価に構成できる。
また、凸部２１ａを備えた熱伝導性基板２１を、いわゆるロールツーロールで形成できれば、熱伝導性基板２１の長さを、可変として、発光部１１を要求に合わせて構成しうる。
その後、熱伝導性基板２１の凸部２１ａの両側面にスリット２１ｄを形成する。
さらに、熱伝導性基板２１には、発光部１１を植物栽培装置１に固定するため、ボルトを貫通させるための孔２７が設けられていてもよい。
【００２１】
次に、配線基板２２ａおよび２２ｂについて説明する。
（配線基板２２ａおよび２２ｂ）
配線基板２２ａおよび２２ｂは、例えば短冊状である。配線基板２２ｂは、配線基板２２ａと同じ構成とし、向きを変えて用いる。よって、配線基板２２ａについて説明する。
配線基板２２ａは、基体２５と基体２５の一方の面に設けられた導体パターン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄと、導体パターン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄの表面および基体２５の一方の面の導体パターン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄが設けられていない表面を覆うレジスト膜２６とを備えている。
配線基板２２ａの基体２５の他方の面が接着層２４を介して熱伝導性基板２１の表面２１ｃに接着されている。なお、配線基板２２ａの一部は、熱伝導性基板２１の凸部２１ａの側面に設けられたスリット２１ｄにはめ込まれている。
【００２２】
配線基板２２ａの導体パターン２３ａは、帯状であって、配線基板２２ａの長手方向に沿って、配線基板２２ａの一端部から他端部まで繋がって設けられている。一方、短冊状の導体パターン２３ｂが、導体パターン２３ａと並行するように、相互に接続されることなく、列状に複数設けられている。そして、列状に設けられた複数の導体パターン２３ｂの両端部に、それぞれが短冊状の導体パターン２３ｃおよび２３ｄが設けられている。導体パターン２３ｃおよび２３ｄも長手方向が、導体パターン２３ａに並行するように、設けられている。
すなわち、配線基板２２ａの長辺側に沿って、複数の導体パターン２３ｂが列状に並ぶとともに、その両端は導体パターン２３ｃおよび２３ｄで挟まれている。
【００２３】
配線基板２２ａの導体パターン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄの表面および配線基板２２ａの導体パターン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄが設けられていない部分を覆うレジスト膜２６には、導体パターン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄの表面の一部を露出させるための開口２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ、２６ｆ、２６ｇが設けられている。
具体的に説明すると、導体パターン２３ａの両端部には、開口２６ａおよび２６ｂが設けられている。導体パターン２３ｂには、長手方向に沿って、配線基板２２ａの一長辺に近い側に、開口２６ｅが設けられている。
導体パターン２３ｃの長手方向の一方の端部（配線基板２２ａの長手方向の一端部）に開口２６ｃが設けられ、長手方向に沿って、配線基板２２ａの一長辺に近い側に、開口２６ｆが設けられている。
導体パターン２３ｄの長手方向の一方の端部（配線基板２２ａの長手方向の一端部）に開口２６ｄが設けられ、長手方向に沿って、配線基板２２ａの一長辺に近い側に、開口２６ｇが設けられている。
【００２４】
そして、配線基板２２ａは、開口２６ｅ、２６ｆ、２６ｇが設けられた側が、熱伝導性基板２１の凸部２１ａ側に対向するように、熱伝導性基板２１の表面２１ｃ上に接着層２４を介して接着固定されている。
【００２５】
配線基板２２ｂは、配線基板２２ａを１８０°回転させた構成である。そして、配線基板２２ｂは、配線基板２２ａと同様に、熱伝導性基板２１の表面２１ｃ上に接着固定されている。
なお、導体パターン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄは、発光部１１および半導体発光素子チップ６４との接続関係に基づいて定めればよく、図２（ａ）に示したパターンに限定されない。
【００２６】
次に、配線基板２２ａの製造方法を説明する。
配線基板２２ａの基体２５は、例えば半導体発光素子チップ６４からの光を反射させることができる白色のガラスエポキシ板を用いることができる。ガラスエポキシ板の基体２５の厚さは、０．１ｍｍとすることができる。このように薄い基体２５を用いることで、発光部１１を厚さ方向に曲げて使用することができる。
【００２７】
基体２５には、一方の表面には銅箔が貼り付けられている。そして、銅箔は、従来公知のフォトリソグラフィにより、導体パターン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄに加工される。そして、導体パターン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄおよび基体２５の導体パターン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ以外の表面がソルダレジストで覆われる。その後、従来公知のフォトリソグラフィにより、導体パターン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ上の一部に、導体パターン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄを露出させるように開口２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ、２６ｆ、２６ｇが形成され、レジスト膜２６となる。
【００２８】
配線基板２２ａおよび２２ｂでは、開口２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄにおいて、導体パターン２３ａ、２３ｃ、２３ｄが、植物栽培装置１の外部に設けられた電源１９や他の照明装置１０の配線基板２２ａおよび２２ｂなどと接続される。
また、配線基板２２ａおよび２２ｂでは、開口２６ｅ、２６ｆ、２６ｇにおいて、導体パターン２３ｂ、２３ｃ、２３ｄと半導体発光素子チップ６４とが接続される。すなわち、導体パターン２３ｂ、２３ｃ、２３ｄと半導体発光素子チップ６４のｐ電極（正極）、ｎ電極（負極）とが、ボンディングワイヤ６５により接続されている。
そして、「半導体発光素子チップ６４」の用語は、後述する図３、４に示す青色発光チップ６４１と図５、６に示す赤色発光チップ６４２とをそれぞれ区別しないときに用いる。また、「ｐ電極」の用語は、後述する図３、４に示す青色発光チップ６４１における第１ｐ電極２１０および、図５、６に示す赤色発光チップ６４２における第２ｐ電極４１０をそれぞれ区別しないときに用いる。同様に、「ｎ電極」の用語は、後述する図３、４に示す青色発光チップ６４１における第１ｎ電極２４０および、図５、６に示す赤色発光チップ６４２における第２ｎ電極４００をそれぞれ区別しないときに用いる。
【００２９】
そして、第１の実施の形態では、図２（ａ）に示すように、複数（図２では９個）の半導体発光素子チップ６４−１〜６４−９（半導体発光素子チップ６４）が、ｐ電極（図２（ａ）では「ｐ」と表記する。）およびｎ電極（同じく「ｎ」と表記する。）の向きを、隣接する半導体発光素子チップ６４間で互い違いになるように配列されている。
【００３０】
そして、照明装置１０は、半導体発光素子チップ６４およびボンディングワイヤ６５を覆うように、第１の封止樹脂３１が設けられている。さらに、第１の封止樹脂３１と開口２６ｅ、２６ｆ、２６ｇを覆うように、第２の封止樹脂３２が設けられている。
第１の封止樹脂３１は、半導体発光素子チップ６４の表面を覆って、外気および湿気等の侵入により半導体発光素子チップ６４が劣化することを防止するとともに、ボンディングワイヤ６５を覆って、ボンディングワイヤ６５を固定し、半導体発光素子チップ６４のｐ電極、ｎ電極から剥れるのを防止する。
一方、第２の封止樹脂３２は開口２６ｅ、２６ｆ、２６ｇを覆って、外気および湿気等との接触により、導体パターン２３ｂ、２３ｃ、２３ｄが腐食するのを防止する。
なお、第２の封止樹脂３２は、開口２６ｅ、２６ｆ、２６ｇが露出しないように覆えば、第１の封止樹脂３１を覆わなくともよく、隣接する第１の封止樹脂３１の間にあってもよい。
また、第１の封止樹脂３１が、開口２６ｅ、２６ｆ、２６ｇが露出しないように覆えば、第２の封止樹脂３２を省略してもよい。
【００３１】
次に、熱伝導性基板２１の凸部２１ａに搭載される半導体発光素子チップ６４について説明する。第１の実施の形態では、半導体発光素子チップ６４を直接、熱伝導性基板２１の凸部２１ａにＣＯＢ（Ｃｈｉｐ  ｏｎ  Ｂｏａｒｄ）実装する。
半導体発光素子チップ６４は、植物育成に効果が大きい赤、青が望ましく、緑、黄色、赤外、紫外のいずれの光を加えても良い。また、発光部１１において、複数の半導体発光素子チップ６４として、発光波長が異なるものを混合して用いてもよい。
【００３２】
次に、半導体発光素子チップ６４について説明する。ここでは、一例として、半導体発光素子チップ６４として、青色光を発する半導体発光素子チップ６４（以下では青色発光チップ６４１と表記する。）と、赤色光を発する半導体発光素子チップ６４（以下では赤色発光チップ６４２と表記する。）とを用いる。
青色発光チップ６４１および赤色発光チップ６４２は、１つの発光部１１の複数の半導体発光素子チップ６４として、混在して用いられてもよい。また、照明装置１０が複数の発光部１１を備える場合には、発光部１１を単位として、青色発光チップ６４１のみを搭載した発光部１１と、赤色発光チップ６４２のみを搭載した発光部１１とを用いてもよい。
また、青色光のみを必要とするときは、青色発光チップ６４１を搭載した発光部１１のみを用いればよく、赤色光のみを必要とするときは赤色発光チップ６４２を搭載した発光部１１のみを用いればよい。
さらに、他の色光を発光する半導体発光素子を用いてもよい。
【００３３】
次に、青色発光チップ６４１および赤色発光チップ６４２の一例を説明する。
（青色発光チップ６４１）
図３は窒化ガリウムで構成される発光層を有する青色発光チップ６４１の構成の一例を説明するための断面図である。図４は青色発光チップ６４１の上面図である。ここでは、ピーク発光波長４２０ｎｍ〜４８０ｎｍの青色発光チップ６４１について説明する。なお、図３に示す青色発光チップ６４１の断面図は、図４における上面図のＩＩＩ−ＩＩＩ線での断面図にあたる。
青色発光チップ６４１は化合物半導体にて構成されている。以下では、ＩＩＩ族窒化物化合物半導体、例えばＩｎＧａＮで構成される発光層を有する青色発光チップ６４１を例として説明する。
【００３４】
第１基板１１０は、ＩＩＩ族窒化物化合物半導体とは異なる材料から構成され、第１基板１１０上にＩＩＩ族窒化物半導体結晶がエピタキシャル成長される。第１基板１１０を構成する材料としては、例えば、サファイア、炭化珪素（シリコンカーバイド：ＳｉＣ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、シリコン、ゲルマニウム、窒化ガリウムなどが挙げられる。ここでは、第１基板１１０は、一例として、透明で、良好な結晶が得られるサファイアであるとして説明する。
なお、基板にエピタキシャル成長後、他の材質の基板に貼り付け、エピタキシャル成長させた基板を除去することで、貼り付けた他の材質の基板を第１基板１１０とすることもできる。
【００３５】
この青色発光チップ６４１は、サファイア製の第１基板１１０と、第１基板１１０上に積層される中間層１２０と、中間層１２０上に積層される下地層１３０と、下地層１３０上に積層される第１ｎ型半導体層１４０と、第１ｎ型半導体層１４０上に積層される第１発光層１５０と、第１発光層１５０上に積層される第１ｐ型半導体層１６０とを備えている。
ここで、第１ｎ型半導体層１４０は、下地層１３０側に設けられる第１ｎ型コンタクト層１４０ａと第１発光層１５０側に設けられる第１ｎ型クラッド層１４０ｂとを有している。また、第１発光層１５０は、障壁層１５０ａと井戸層１５０ｂとが交互に積層され、２つの障壁層１５０ａによって１つの井戸層１５０ｂを挟み込んだ構造を有している。さらに、第１ｐ型半導体層１６０は、第１発光層１５０側に設けられる第１ｐ型クラッド層１６０ａと最上層に設けられる第１ｐ型コンタクト層１６０ｂとを有する。なお、以下の説明においては、第１ｎ型半導体層１４０、第１発光層１５０および第１ｐ型半導体層１６０を、まとめて第１積層半導体層１００と表記する。
【００３６】
青色発光チップ６４１においては、第１ｐ型半導体層１６０の第１ｐ型コンタクト層１６０ｂ上に透明正極１７０が積層され、透明正極１７０の上面１７０ｃに第１ｐ電極２１０が形成されている。さらに、第１ｎ型半導体層１４０の第１ｎ型コンタクト層１４０ａに形成された半導体層露出面１４０ｃに第１ｎ電極２４０が積層されている。
さらにまた、青色発光チップ６４１は、第１ｐ電極２１０および第１ｎ電極２４０のそれぞれの表面の一部を除いて、透明正極１７０の表面、第１積層半導体層１００の表面および側面、下地層１３０および中間層１２０の側面を覆う第１保護層１８０を備える。
【００３７】
この青色発光チップ６４１においては、第１ｐ電極２１０と第１ｎ電極２４０とを介して第１積層半導体層１００（より具体的には第１ｐ型半導体層１６０、第１発光層１５０および第１ｎ型半導体層１４０）に電流を流すことで、第１発光層１５０が青色光を発するようになっている。なお、第１発光層１５０は、透明正極１７０側に加えて、第１基板１１０側および青色発光チップ６４１の側方（第１発光層１５０の層方向）にも青色光を発する。
【００３８】
（赤色発光チップ６４２）
図５はＡｌＧａＩｎＰで構成される発光層を有する赤色発光チップ６４２の構成の一例を説明するための断面図である。図６は赤色発光チップ６４２の上面図である。ここでは、ＡｌＧａＩｎＰで構成された発光層を有するピーク発光波長６５０ｎｍ〜６９０ｎｍの赤色発光チップ６４２について説明する。なお、図５に示す赤色発光チップ６４２の断面図は、図６における上面図のＶ−Ｖ線での断面図にあたる。
【００３９】
図５に示すように、赤色発光チップ６４２は、第２積層半導体層３００と第２基板３１０とが接合されて構成されている。そして、第２積層半導体層３００は、コンタクト層３２０、下部クラッド層として働く第２ｐ型半導体層３３０、第２発光層３４０、上部クラッド層として働く第２ｎ型半導体層３５０が、順に積層されて構成されている。
そして、赤色発光チップ６４２は、第２ｎ型半導体層３５０の上面３５０ｃに形成され、第２ｎ電極４００と、第２積層半導体層３００の第２ｎ型半導体層３５０、第２発光層３４０、第２ｐ型半導体層３３０の一部を切り欠くことによって露出したコンタクト層３２０の上面３２０ｃに形成された第２ｐ電極４１０とを備える。
なお、図６に示すように、第２ｎ電極４００は、第２ｎ型半導体層３５０上に、例えば格子状に形成された配線４０１と接続されている。配線４０１は、第２ｎ電極４００と同一材料により、第２ｎ型半導体層３５０からの光の取り出しに影響を与えないよう、細線にて形成されている。これにより、第２ｎ型半導体層３５０の電位分布を、配線４０１を設けない場合に比べ、より均一にし、第２発光層３４０からの発光の分布を均一化している。
【００４０】
さらに、赤色発光チップ６４２は、第２ｎ電極４００および第２ｐ電極４１０の表面の一部を除いて、コンタクト層３２０、第２ｐ型半導体層３３０、第２発光層３４０、第２ｎ型半導体層３５０を覆う第２保護層３６０を備えている。
【００４１】
この赤色発光チップ６４２においては、第２ｎ電極４００を負極、第２ｐ電極４１０を正極とし、両者を介して第２積層半導体層３００（より具体的には、コンタクト層３２０、第２ｐ型半導体層３３０、第２発光層３４０および第２ｎ型半導体層３５０）に電流を流すことで、第２発光層３４０が発光するようになっている。そして、発生した光は、第２ｎ電極４００および配線４０１が設けられていない第２ｎ型半導体層３５０の上面や、第２基板３１０の側面より、赤色発光チップ６４２の外部に取り出される。第２基板３１０は、角度αで傾斜した傾斜面３１０ｂを有し、光取り出し効率を高めた形状となっている。
【００４２】
上記した青色発光チップ６４１および赤色発光チップ６４２は、一例であって、これ以外の構造の半導体発光素子チップ、これら以外のピーク発光波長を有する半導体発光素子チップを用いうることは明らかである。
なお、本実施の形態では、前述したように、青色発光チップ６４１と赤色発光チップ６４２とを使用目的に対応させて用いればよい。よって、青色発光チップ６４１と赤色発光チップ６４２とをそれぞれ区別しないときは、半導体発光素子チップ６４と表記し、前述したように、青色発光チップ６４１における第１ｐ電極２１０および赤色発光チップ６４２における第２ｐ電極４１０をそれぞれ区別しないときはｐ電極と、青色発光チップ６４１における第１ｎ電極２４０および赤色発光チップ６４２における第２ｎ電極４００をそれぞれ区別しないときはｎ電極と表記している。
【００４３】
次に、図２（ａ）および（ｂ）を参照しつつ、発光部１１の製造方法および動作を説明する。
（発光部１１の製造方法と発光部１１の動作）
凸部２１ａが設けられた熱伝導性基板２１の表面２１ｃ上に、配線基板２２ａおよび２２ｂが接着層２４を介して接着される。このとき、配線基板２２ａおよび２２ｂの一部が、熱伝導性基板２１のスリット２１ｄにはめ込まれる。
【００４４】
接着層２４としては、熱伝導性にすぐれた接着剤であるのが好ましい。また、熱伝導性基板２１は、金属等であれば、熱伝導性を有すると同時に、電気伝導性も有する。配線基板２２ａおよび２２ｂの基体２５がガラスエポキシ板であれば、絶縁性を有している。よって、接着層２４が絶縁性を有しなくとも配線基板２２ａおよび２２ｂの導体パターン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄと、熱伝導性基板２１とが短絡することはない。しかし、接着層２４が絶縁性を有しているのが好ましい。
【００４５】
次に、熱伝導性基板２１の凸部２１ａの表面２１ｂに、半導体発光素子チップ６４（青色発光チップ６４１および／または赤色発光チップ６４２）が接着固定される。半導体発光素子チップ６４の凸部２１ａへの接着固定には、エポキシ樹脂系またはシリコーン樹脂系の接着剤や銀ペーストなどのダイボンド剤を用いうる。
そして、半導体発光素子チップ６４のｐ電極、ｎ電極は、ボンディングワイヤ６５により、配線基板２２ａおよび２２ｂの開口２６ｅ、２６ｆ、２６ｇを介して導体パターン２３ｂ、２３ｃ、２３ｄと接続される。このため、半導体発光素子チップ６４は、配線基板２２ａおよび２２ｂの開口２６ｅ、２６ｆ、２６ｇに対応して、熱伝導性基板２１の凸部２１ａの予め定められた位置に接着固定される。
【００４６】
その後、第１の封止樹脂３１により半導体発光素子チップ６４およびボンディングワイヤ６５が封止される。さらに、第２の封止樹脂３２で開口２６ｅ、２６ｆ、２６ｇが封止される。
第１の封止樹脂３１および第２の封止樹脂３２は、半導体発光素子チップ６４の発光波長に対して透明な各種樹脂を適用して差し支えない。
また、第１の封止樹脂３１および第２の封止樹脂３２は、半導体発光素子チップ６４が発する光を吸収してより長波長の光を発する蛍光体を均一に分散させた透明樹脂であってもよい。例えば、半導体発光素子チップ６４が青色発光チップ６４１である場合に、青色発光チップ６４１が発する青色光を吸収して緑色光を発する緑色蛍光体と、青色発光チップ６４１が発する青色光を吸収して赤色光を発する赤色蛍光体とを含んでもよい。青色発光チップ６４１が発する青色光と、透明樹脂に含まれる緑色蛍光体が発する緑色光と、同じく透明樹脂に含まれる赤色蛍光体が発する赤色光とによって、青、緑、赤の３原色が揃う。これにより、第１の封止樹脂３１および／または第２の封止樹脂３２の上面から、白色光が出射されるようになっていてもよい。また、上記赤色蛍光体と緑色蛍光体の代わりに黄色蛍光体を使っても良い。
【００４７】
第１の封止樹脂３１は、未硬化状態の透明樹脂ペースト（蛍光体を含んでもよい）を、吐出装置を用いたポッティング法で、熱伝導性基板２１の凸部２１ａの半導体発光素子チップ６４が接着固定された位置に、半導体発光素子チップ６４およびボンディングワイヤ６５を覆うようにポッティング（滴下）される。次に、未硬化状態の透明樹脂ペーストを硬化させて第１の封止樹脂３１を形成する。硬化の処理は、例えば、加熱または紫外線照射等で行えばよい。第１の封止樹脂３１としては、剛性に優れたエポキシ樹脂系の封止材料を用いることができる。
さらに、第２の封止樹脂３２で、第１の封止樹脂３１で覆われなかった開口２６ｅ、２６ｆ、２６ｇを封止する。第２の封止樹脂３２としては、柔軟性に優れたシリコーン樹脂系の封止材料を用いることができる。
第２の封止樹脂３２は、第１の封止樹脂３１と同様に形成すればよい。なお、未硬化の第１の封止樹脂３１と、未硬化の第２の封止樹脂３２とが混合するのを抑制するため、第２の封止樹脂３２の形成は、第１の封止樹脂３１を硬化させたのちに行うのが好ましい。
【００４８】
ここで、第１の封止樹脂３１と第２の封止樹脂３２とを用いる理由を説明する。
熱伝導性基板２１は、例えば厚さが１ｍｍの銅であれば、容易に厚さ方向に曲げることができる。このため、発光部１１の使用状況によっては、熱伝導性基板２１を変形させて用いてもよい。特に、植物栽培用途の場合、照射面が大面積になるため、熱伝導性基板２１の取り付け面は、必ずしも平坦ではない。よって、熱伝導性基板２１には前述したような柔軟性が必要である。
そこで、熱伝導性基板２１を変形させた場合でも、剛性に優れた第１の封止樹脂３１で、半導体発光素子チップ６４およびボンディングワイヤ６５を固定しているので、半導体発光素子チップ６４およびボンディングワイヤ６５に応力がかかることが抑制される。一方、柔軟性に優れた第２の封止樹脂３２で封止された半導体発光素子チップ６４間は、熱伝導性基板２１の変形に追随して、変形することができる。
すなわち、熱伝導性基板２１を変形して（曲げて）使用しても、剛性に優れた第１の封止樹脂３１で覆われている半導体発光素子チップ６４およびボンディングワイヤ６５の部分は変形せず、半導体発光素子チップ６４は安定に動作する。一方、第２の封止樹脂３２は、熱伝導性基板２１の変形（曲げ）に柔軟に追随し、熱伝導性基板２１を曲げることに対する妨げにならない。
このように、熱伝導性基板２１を柔軟に曲げて使用することができるので、照明装置１０を熱伝導性基板２１の厚さ方向に変形させて（曲げて）、植物栽培装置１に取り付けることができる。
なお、熱伝導性基板２１を曲げて使用することがない場合は、第２の封止樹脂３２を使用することなく、第１の封止樹脂３１のみで、半導体発光素子チップ６４、ボンディングワイヤ６５および開口２６ｅ、２６ｆ、２６ｇを封止してもよい。
【００４９】
図２（ｂ）に示したように、本実施の形態において、半導体発光素子チップ６４は、熱伝導性基板２１の凸部２１ａ上にある。そして、配線基板２２ａおよび２２ｂの厚さは、凸部２１ａの高さより小さい。よって、凸部２１ａ上に設けられた半導体発光素子チップ６４の発光層（第１発光層１５０または／および第２発光層３４０）から側方に発する光は、配線基板２２ａおよび２２ｂによって妨げられない。すなわち、凸部２１ａの表面は、配線基板２２ａおよび２２ｂの表面を含む面と同じまたは配線基板２２ａおよび２２ｂの表面を含む面から突出していることが好ましい。これにより、反射部１２へ光が効率的に照射され、反射部１２で光が反射して栽培対象である植物２へ照射される。
【００５０】
次に、図２（ａ）を参照しつつ、発光部１１の動作を説明する。
発光部１１において、熱伝導性基板２１の凸部２１ａの表面２１ｂ上に搭載された複数の半導体発光素子チップ６４は、配線基板２２ａおよび２２ｂの導体パターン２３ｂ、２３ｃ、２３ｄを介して直列に接続されている。例えば、図２（ａ）において、半導体発光素子チップ６４−１のｐ電極（「ｐ」）は、配線基板２２ａの導体パターン２３ｃに接続され、ｎ電極（「ｎ」）は、配線基板２２ｂの導体パターン２３ｄに接続されている。そして、配線基板２２ｂの導体パターン２３ｄには、半導体発光素子チップ６４−２のｐ電極（「ｐ」）が接続されている。半導体発光素子チップ６４−２のｎ電極（「ｎ」）は導体パターン２３ｂに接続されている。導体パターン２３ｂには、半導体発光素子チップ６４−３のｐ電極（「ｐ」）が接続されている。このように、半導体発光素子チップ６４−１〜６４−９は、ｐ電極とｎ電極とが互いに接続されている。すなわち、半導体発光素子チップ６４−１〜６４−９は直列に接続されている。
これにより、配線基板２２ａの導体パターン２３ｃの開口２６ｃを正とし、配線基板２２ｂの開口２６ｃを負として、電源１９（図１参照）に接続すると、半導体発光素子チップ６４−１〜６４−９のそれぞれに同じ値の順方向電流が流れる。
ここでは、発光部１１の複数の半導体発光素子チップ６４が直列に接続されているとしたが、複数の半導体発光素子チップ６４のそれぞれが、複数の半導体発光素子チップ６４を並列に設けたものであってもよい。このとき、各半導体発光素子チップ６４に流れる電流は、配線基板２２ａの開口２６ｃから、配線基板２２ｂの開口２６ｃへと流れる電流値を、並列に設けた半導体発光素子チップ６４の数で割った値となる。
【００５１】
次に、配線基板２２ａおよび２２ｂの使用方法についてさらに説明する。
熱伝導性基板２１の長手方向の大きさは、例えば１５０ｍｍである。すると、１５０ｍｍを超える大きさの照明装置１０を実現するには、図２に示した発光部１１を複数用いることになる。このとき、複数の発光部１１により容易に照明装置１０が構成できることが好ましい。これには、照明装置１０を構成するそれぞれの発光部１１の配線基板２２ａおよび２２ｂが、簡易な方法で電気的に接続されることが好ましい。
【００５２】
図７は、２個の発光部１１ａおよび１１ｂから構成される発光部１１を示した図である。ここでは、図中右側を発光部１１ａとし、左側を発光部１１ｂとする。発光部１１ａおよび１１ｂは、図２に示した発光部１１であるとする。よって、発光部１１ａおよび１１ｂのそれぞれについての詳細な説明を省略し、発光部１１ａおよび１１ｂの電気的な接続関係を説明する。
【００５３】
まず、発光部１１ａおよび１１ｂのそれぞれの配線基板２２ａおよび２２ｂについて説明する。
発光部１１ａの配線基板２２ａの導体パターン２３ａと導体パターン２３ｃとは、開口２６ａと開口２６ｃとを介して接続配線２８ａで接続されている。発光部１１ａの配線基板２２ｂについても同様である。さらに、発光部１１ｂの配線基板２２ａおよび２２ｂにおいても同様である。
次に、発光部１１ａと発光部１１ｂとの接続について説明する。
発光部１１ａの配線基板２２ａの導体パターン２３ａと発光部１１ｂの配線基板２２ａの導体パターン２３ａとは、発光部１１ａの配線基板２２ａの開口２６ｂと、発光部１１ｂの配線基板２２ａの開口２６ａとを介して、接続配線２８ｂで接続されている。
同様に、発光部１１ａの配線基板２２ｂの導体パターン２３ａと発光部１１ｂの配線基板２２ｂの導体パターン２３ａとは、発光部１１ａの配線基板２２ｂの開口２６ａと、発光部１１ｂの配線基板２２ｂの開口２６ｂとを介して、接続配線２８ｃで接続されている。
すなわち、発光部１１ａおよび発光部１１ｂのそれぞれの配線基板２２ａの導体パターン２３ａは同電位になるように接続されている。同様に、発光部１１ａおよび発光部１１ｂのそれぞれの配線基板２２ｂの導体パターン２３ａも同電位になるように接続されている。
【００５４】
接続配線２８ａ、２８ｂ、２８ｃは、開口２６ａ、２６ｂ、２６ｃにおいて、導体パターン２３ａ、２３ｃに、銅などの板状または棒状の金属片をハンダなどで固定したものであってよい。また、接続配線２８ａ、２８ｂ、２８ｃは、ボンディングワイヤであってもよい。
【００５５】
発光部１１ａの配線基板２２ａの導体パターン２３ａに、開口２６ａを介して電源１９（図１参照）の正の端子を接続し、発光部１１ｂの配線基板２２ｂの導体パターン２３ａに、開口２６ａを介して電源１９の負の端子を接続する。電源１９から、発光部１１ａに搭載された複数の半導体発光素子チップ６４に直列に電流が供給される。同時に、電源１９から発光部１１ｂに搭載された複数の半導体発光素子チップ６４に直列に電流が供給される。すなわち、発光部１１ａおよび発光部１１ｂは並列に駆動される。
なお、照明装置１０は発光部１１ａおよび発光部１１ｂの２個で構成されるとしたが、３個以上であってもよい。
また、発光部１１ａおよび発光部１１ｂは並列に駆動されるとしたが、複数の発光部１１の一部を直列に接続してもよい。導体パターン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄの接続の関係を変えることにより、多様な組み合わせに対応できる。
【００５６】
例えば、半導体発光素子チップ６４の順方向電位Ｖｆが２Ｖであって、直列に接続した半導体発光素子チップ６４の数を２３とすれば、電源１９は４６Ｖを供給すればよい。
電源１９が供給する電流は、半導体発光素子チップ６４に流す電流による。例えば、１個の半導体発光素子チップ６４に流れる電流が１００ｍＡであって、照明装置１０が並列に駆動される２個の発光部１１からなる場合は、２００ｍＡとなる。４個の発光部１１からなる場合は、電源１９が供給する電流は４００ｍＡとなる。
また、図２に示した発光部１１が並列に配置された複数の半導体発光素子チップ６４からなる場合には、並列に配置された半導体発光素子チップ６４の個数に比例して、電源１９が供給する電流を増加させればよい。
【００５７】
本実施の形態に示す配線基板２２ａおよび２２ｂは、図２（ａ）に示したように、配線基板２２ａおよび２２ｂの長手方向に沿って設けられた導体パターン２３ａを有することから、複数の発光部１１を簡易に接続することができる。
【００５８】
次に、反射部１２について説明する。
（反射部１２）
反射部１２は、図１に示したように、発光部１１に取り付けて構成されている。
反射部１２は、発光部１１が発光した光を効率的に集め、植物２に照射するため、図１に示したような半円状またはパラボラ状などの断面形状が望ましい。しかし、反射部１２は、加工が容易なように、直線を折り曲げて構成した直線的な断面形状でもよい。
反射部１２は、発光部１１や棚板１５に取り付ければよい。反射部１２は、反射率の高いアルミニウム等の金属に、さらに反射率の高い銀、金などのメッキ膜を施したものであることが、反射率および放熱性の点で好ましい。
一方、棚板１５、発光部１１で、充分な放熱性能が得られているのであれば、反射部１２は、反射率の高い白色の樹脂等であってもよい。樹脂材料は放熱性が金属材料に比べると劣るが、軽量なため、照明装置１０の重量負荷が低減できる。また、樹脂材料は金属材料よりもコストが安いというメリットもある。
また、反射部１２は、図示しないが、発光部１１の熱伝導性基板２１の短手方向の長さを延長して、延長した部分を所定の角度に折り曲げることで構成してもよい。放熱性が向上する点および組み立てが容易になる点で望ましい。
また、棚板１５に直接、発光部１１を取りつけ、棚板１５の発光部１１を取り付ける面に山谷を設けた構造体（例えば、山型、波板状または蛇腹状）とし、発光部１１を谷部に取りつけ、傾斜面を反射部１２として利用する構成も、放熱性が向上する点と組み立てが容易になる点で望ましい。
【００５９】
次に、照明装置１０について説明する。
（照明装置１０）
照明装置１０は、図１に示したように、発光部１１に反射部１２を取り付けて構成されている。
発光部１１に反射部１２を取り付けた照明装置１０を製造し、この照明装置１０を植物栽培装置１の棚板１５に取り付けてもよい。また、植物栽培装置１の棚板１５に、反射部１２を取り付けたのちに、反射部１２に発光部１１を取り付けてもよい。いずれにおいても、発光部１１が発する熱が反射部１２を介して棚板１５に放熱されるように取り付けられればよい。
なお、照明装置１０は、熱伝導性基板２１に設けられたボルトを貫通させるための孔２７にボルトを貫通させ、植物栽培装置１に固定してもよい。反射部１２にも、熱伝導性基板２１に設けられたボルトを貫通させるための孔２７に対応した孔を設けておけばよい。
【００６０】
上述したように、半導体発光素子チップ６４は、熱伝導性に優れた熱伝導性基板２１上に接着固定されている。よって、半導体発光素子チップ６４が発した熱は、まず熱伝導性基板２１に熱伝導により放熱される。次に、半導体発光素子チップ６４が発した熱は、熱伝導性基板２１から棚板１５に熱伝導により放熱される。棚板１５は、熱伝導性に優れるとともに、熱容量が大きいので、照明装置１０の発する熱を放熱できる。また、一部が発光部１１の熱伝導性基板２１に接触して設けられている反射部１２は、冷却フィンとしても働く。
すなわち、本実施の形態では、照明装置１０に搭載された半導体発光素子チップ６４の発熱を効率よく放熱し、照明装置１０の温度の上昇を抑制できる。これにより、照明装置１０、すなわち半導体発光素子チップ６４を冷却するための、水冷または空冷を不要とできる。
また、熱伝導性基板２１は連続して製造することができるので、照明装置１０を安価に実現できる。さらに、照明装置１０が反射部１２を備えていることで、植物２に集光できるので、植物育成の効率が高くなる。
【００６１】
なお、熱伝導性基板２１が柔軟性を有する銅などで構成されていると、発光部１１を熱伝導性基板２１の厚さ方向に変形させて（曲げて）、植物栽培装置１に取り付けることができる。これにより、照明装置１０を棚板１５に密着して取り付けることができ、照明装置１０から棚板１５への熱伝導をより確保することができる。
【００６２】
［第２の実施の形態］
第１の実施の形態では、ベアチップである半導体発光素子チップ６４を熱伝導性基板２１の凸部２１ａに搭載した。第２の実施の形態では、それぞれが半導体発光素子チップ６４を搭載した複数の発光素子パッケージ２０を熱伝導性基板２１の凸部２１ａに搭載する。第２の実施の形態においても、半導体発光素子チップ６４は、青色発光チップ６４１または赤色発光チップ６４２のいずれであってもよい。
【００６３】
図８は、第２の実施の形態が適用される照明装置１０の発光部１１の一例を示した図である。発光部１１は、第１の実施の形態における照明装置１０と同様に、一方の面に、一体に形成された凸部２１ａを有する熱伝導性基板２１と、凸部２１ａの表面２１ｂに設けられた複数の発光部品の一例としての発光素子パッケージ２０−１〜２０−８と、熱伝導性基板２１の凸部２１ａ以外の表面２１ｃに接着層２４（図２参照）を介して設けられた配線基板２２ａおよび２２ｂとを備えている。発光素子パッケージ２０−１〜２０−８は、後述する図９に示すように複数の半導体発光素子チップ６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄを搭載している。そして、熱伝導性基板２１と一体に形成された凸部２１ａは、熱伝導性基板２１の長手方向に連続して構成され、その表面２１ｂは、発光素子パッケージ２０が搭載可能な幅を有している。なお、本実施の形態における熱伝導性基板２１では、凸部２１ａの側面にスリットを設けていない。なお、半導体発光素子チップ６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄをそれぞれ区別しないときは半導体発光素子チップ６４と表記する。また、発光素子パッケージ２０−１〜２０−８をそれぞれ区別しないときは発光素子パッケージ２０と表記する。
以下では、第２の実施の形態が適用される照明装置１０の発光部１１において、第１の実施の形態と異なる部分を中心に説明し、同様な部分は、同じ符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００６４】
熱伝導性基板２１は、例えば上面から見た形状が矩形の板状であって、熱伝導性に優れた材料により構成されている。そして、熱伝導性基板２１と一体に形成された凸部２１ａの表面２１ｂは、発光素子パッケージ２０において、半導体発光素子チップ６４が接着固定される搭載部６３（後述する図９参照）が搭載可能な幅を有している。他の構成は、第１の実施の形態における熱伝導性基板２１と同様である。
【００６５】
配線基板２２ａおよび２２ｂは、第１の実施の形態における配線基板２２ａおよび２２ｂと同様に、例えば短冊状である。本実施の形態でも、配線基板２２ａおよび２２ｂは、同じ構成であるので、以下では配線基板２２ａについて説明する。
配線基板２２ａは、導体パターン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅを備えている。
導体パターン２３ａは、帯状であって、配線基板２２ａの長辺側に沿って、配線基板２２ａの一端部から他端部まで繋がって設けられている。一方、Ｅ字状の導体パターン２３ｂと２３ｅとが、横にした「Ｅ」が互いにかみ合うように交互に、相互に接続されることなく、導体パターン２３ａの長手方向と並行するように、列状に複数設けられている。なお、列状に設けられた複数の導体パターン２３ｂおよび２３ｅの列の両端部は、ともに導体パターン２３ｂとなっている。
さらに、複数の導体パターン２３ｂおよび２３ｅの列を挟むように、それぞれの一端部がコの字状となった短冊状の導体パターン２３ｃおよび２３ｄが設けられている。導体パターン２３ｃおよび２３ｄも長手方向が、導体パターン２３ａの長手方向に並行するように、設けられている。
【００６６】
配線基板２２ａの導体パターン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅの表面および配線基板２２ａの導体パターン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅが設けられていない部分は、図示しないレジスト膜２６で覆われている。
そして、レジスト膜２６には、導体パターン２３ａ、２３ｃ、２３ｄの一部を露出させた開口２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄが設けられている。さらに、レジスト膜２６には、発光素子パッケージ２０のリード部６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅ、６２ｆ（図９（ａ）参照）と、導体パターン２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅとを接続するために、図示しない開口が設けられている。
具体的に説明すると、導体パターン２３ａの両端部に開口２６ａおよび２６ｂが設けられている。導体パターン２３ｃの長手方向の一端部に開口２６ｃが設けられ、導体パターン２３ｄの長手方向の一端部に開口２６ｄが設けられている。
【００６７】
発光素子パッケージ２０は、半導体発光素子チップ６４を搭載する搭載部６３において、熱伝導性基板２１の凸部２１ａに接着固定されている。そして、発光素子パッケージ２０のリード部６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅ、６２ｆが、導体パターン２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅと接続されている。
発光素子パッケージ２０のリード部６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅ、６２ｆは、搭載された半導体発光素子チップ６４のｐ電極およびｎ電極との接続関係により、ｐ側（図８では「ｐ」と記載する。）、ｎ側（図８では「ｎ」と記載する。）が定められている。
【００６８】
図９は、発光素子パッケージ２０の一例を示した図である。図９（ａ）は発光素子パッケージ２０の上面図、図９（ｂ）は発光素子パッケージ２０の図９（ａ）のＩＸＢ−ＩＸＢ線での断面図を示している。
【００６９】
この発光素子パッケージ２０は、平面状に形成された開口部７１に凹部６１ａが形成された樹脂容器６１、樹脂容器６１と一体化した６個のリード部６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅ、６２ｆおよび搭載部６３と、搭載部６３に搭載された４個の半導体発光素子チップ６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄとを備えている。半導体発光素子チップ６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄは、青色発光チップ６４１または赤色発光チップ６４２のいずれであってもよい。
【００７０】
樹脂容器６１は、リード部６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅ、６２ｆおよび搭載部６３に、白色顔料が含有された熱可塑性樹脂（以下の説明では白色樹脂と呼ぶ）を射出成型することによって形成されている。
また、ハンダリフローなどの温度がかかる工程に対応できるよう、白色樹脂は、耐熱性が十分考慮された材質が選定されている。基材となる樹脂としてはＰＰＡ（polyphthalamide）が最も一般的であるが、液晶ポリマー、エポキシ樹脂、ポリスチレンなどでもよい。中でも、本実施の形態では、ＰＰＡとして、ジアミンとイソフタル酸またはテレフタル酸との共重合体であるナイロン４Ｔ、ナイロン６Ｔ、ナイロン６Ｉ、ナイロン９Ｔ、ナイロンＭ５Ｔが特に好ましく用いることができる。
【００７１】
樹脂容器６１に設けられる凹部６１ａは、矩形を有する底面７０と、同じく矩形状を有する開口部７１と、底面７０の周縁から開口部７１に向けて立ち上がる壁面８０とを備えている。ここで、底面７０は、凹部６１ａに露出するリード部６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅ、６２ｆおよび搭載部６３との間の隙間の樹脂容器６１の白色樹脂とによって構成されている。一方、壁面８０は、樹脂容器６１を構成する白色樹脂によって構成されている。なお、底面７０の形状については、円形、矩形、楕円形、多角形のいずれでもよい。また、開口部７１の形状については、円形、矩形、楕円形、多角形のいずれでもよく、底面形状と同一でもよい。
【００７２】
半導体発光素子チップ６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄは、凹部６１ａの底面７０に配設された搭載部６３に、シリコーン樹脂またはエポキシ樹脂からなるダイボンド剤で接着され、固定されている。
そして、発光素子パッケージ２０は、図９（ａ）に示すように、半導体発光素子チップ６４ａのｐ電極が、「ｐ」と記載するリード部６２ａに、半導体発光素子チップ６４ａのｎ電極が、「ｎ」と記載するリード部６２ｂに、ボンディングワイヤ６５により接続されている。同様に、半導体発光素子チップ６４ｂのｐ電極が、「ｐ」と記載するリード部６２ｃに、半導体発光素子チップ６４ｂのｎ電極が、「ｎ」と記載するリード部６２ｂに、ボンディングワイヤ６５により接続されている。半導体発光素子チップ６４ｃのｐ電極が、「ｐ」と記載するリード部６２ｅに、半導体発光素子チップ６４ｃのｎ電極が、「ｎ」と記載するリード部６２ｄに、ボンディングワイヤ６５により接続されている。半導体発光素子チップ６４ｄのｐ電極が、「ｐ」と記載するリード部６２ｅに、半導体発光素子チップ６４ｄのｎ電極が、「ｎ」と記載するリード部６２ｆに、ボンディングワイヤ６５により接続されている。
すなわち、リード部６２ｂは、半導体発光素子チップ６４ａ、６４ｂのｎ電極が共通に接続される。リード部６２ｅは、半導体発光素子チップ６４ｃ、６４ｄのｐ電極が共通に接続される。
すなわち、発光素子パッケージ２０は、図９（ａ）の左側に示すリード部６２ａ、６２ｂ、６２ｃが「ｐ」「ｎ」「ｐ」の順になっているのに対し、図９（ａ）の右側のリード部６２ｄ、６２ｅ、６２ｆが、「ｎ」「ｐ」「ｎ」の順になっていて、「ｐ」と「ｎ」との関係が逆になっている。
【００７３】
ここで、リード部６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅ、６２ｆおよび搭載部６３は、０．１〜０．５ｍｍ程度の厚みをもつ金属板であり、銅合金等の金属をベースとし、その表面には銀メッキが施されることによって銀メッキ層が形成されている。すなわち、搭載部６３は熱伝導性に優れた金属で構成されている。
【００７４】
なお、半導体発光素子チップ６４の数は、４個に限定されることなく、４個より少なくてもよく、４個より多くてもよい。
【００７５】
発光素子パッケージ２０の樹脂容器６１の開口部７１は、樹脂容器６１の表面６１ｂに設けたシール層６６に接着された透明部材６７で覆われている。透明部材６７は、半導体発光素子チップ６４の発する光の透過性が高いものであればよく、ガラス、アクリル樹脂などを用いることができる。
なお、シール層６６を介して透明部材６７で開口部７１を覆う代わりに、第１の実施の形態における第１の封止樹脂３１または／および第２の封止樹脂３２により、半導体発光素子チップ６４およびボンディングワイヤ６５を覆って封止してもよい。
【００７６】
ここで、図８および図９により、照明装置１０の動作を説明する。
配線基板２２ａの開口２６ｃを正に、開口２６ｄを負に設定することで、複数の発光素子パッケージ２０に搭載された半導体発光素子チップ６４に直列に電流が流れるようになっている。
以下では、具体的に説明する。
第２の実施の形態では、図８に示すように、複数（図８では８個）の発光素子パッケージ２０−１〜２０−８（発光素子パッケージ２０）が、隣接する発光素子パッケージ２０間で向きが互い違いになるように配列されている。
すなわち、図８に示すように、照明装置１０の８個の発光素子パッケージ２０−１〜２０−８は、図８中右から順に、リード部６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅ、６２ｆの向きを交互に変えて配列されている。
これにより、配線基板２２ａの導体パターン２３ｃは、発光素子パッケージ２０−１のリード部６２ｅ（「ｐ」）に接続され、半導体発光素子チップ６４ｃと６４ｄのｐ電極に接続される。半導体発光素子チップ６４ｃと６４ｄのｎ電極は、リード部６２ｄおよび６２ｆ（「ｎ」）に接続され、配線基板２２ａの導体パターン２３ｂを介して、発光素子パッケージ２０−２のリード部６２ａおよび６２ｃ（「ｐ」）に接続され、発光素子パッケージ２０−２の半導体発光素子チップ６４ａおよび６４ｂのｐ電極に接続されている。そして、発光素子パッケージ２０−２の半導体発光素子チップ６４ａおよび６４ｂのｎ電極が、配線基板２２ａの導体パターン２３ｅを介して、発光素子パッケージ２０−３の半導体発光素子チップ６４ｃおよび６４ｄのｐ電極に接続されている。
そして、発光素子パッケージ２０−８の半導体発光素子チップ６４ａと６４ｂとのｎ電極が接続されたリード部６２ｂが、配線基板２２ａの導体パターン２３ｄに接続される。
よって、配線基板２２ａの導体パターン２３ｃを正とし、配線基板２２ａの導体パターン２３ｄを負とするように電源１９（図１参照）に接続すれば、発光素子パッケージ２０−１〜２０−８の半導体発光素子チップ６４を順方向に電流が流れ、半導体発光素子チップ６４が発光する。
【００７７】
すなわち、発光素子パッケージ２０−１の半導体発光素子チップ６４ｃと６４ｄとが並列に接続され、発光素子パッケージ２０−２の半導体発光素子チップ６４ａと６４ｂとが並列に接続されている。そして、発光素子パッケージ２０−１の並列に接続された半導体発光素子チップ６４ｃと６４ｄと、発光素子パッケージ２０−２の並列に接続された半導体発光素子チップ６４ａと６４ｂとが、直列に接続されている。
このようにして、発光素子パッケージ２０−１〜２０−８のそれぞれの並列に接続された半導体発光素子チップ６４ａと６４ｂとのペアまたは半導体発光素子チップ６４ｃと６４ｄとのペアが、直列に接続されている。２個の半導体発光素子チップ６４ａおよび６４ｂ（半導体発光素子チップ６４ｃおよび６４ｄ）のペアが８段直列に接続されていることになる。
【００７８】
配線基板２２ｂにおいても同様であって、発光素子パッケージ２０−１の半導体発光素子チップ６４ａと６４ｂとが並列に接続され、発光素子パッケージ２０−２の半導体発光素子チップ６４ｃと６４ｄとが並列に接続されている。そして、発光素子パッケージ２０−１の並列に接続された半導体発光素子チップ６４ａと６４ｂと、発光素子パッケージ２０−２の並列に接続された半導体発光素子チップ６４ｃと６４ｄとが、直列に接続されている。
なお、照明装置１０の構成は、第１の実施の形態と同様である。
【００７９】
上述したように、半導体発光素子チップ６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄは、熱伝導性に優れた発光素子パッケージ２０の搭載部６３に搭載され、搭載部６３は熱伝導性基板２１上に接着固定されている。これにより、半導体発光素子チップ６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄが発する熱は、搭載部６３を介して熱伝導性基板２１に熱伝導により放熱される。次に、半導体発光素子チップ６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄが発した熱は、熱伝導性基板２１から、反射部１２を介して、棚板１５に熱伝導により放熱される。棚板１５は、熱伝導性に優れるとともに、熱容量が大きいので、照明装置１０の発する熱を放熱できる。反射鏡を構成する反射部１２は、熱を外気に放熱する放熱フィンとしても働いている。
よって、本実施の形態では、照明装置１０に搭載された半導体発光素子チップ６４の発熱を効率よく放熱し、照明装置１０の温度の上昇を抑制できる。これにより、照明装置１０、すなわち半導体発光素子チップ６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄを冷却するための、水冷または空冷を不要とできる。
また、熱伝導性基板２１は連続して製造することができるので、照明装置１０を安価に実現できる。
【００８０】
なお、熱伝導性基板２１が柔軟性を有する銅などで構成されていると、発光部１１を熱伝導性基板２１の厚さ方向に変形させて（曲げて）、植物栽培装置１に取り付けることができる。これにより、照明装置１０を棚板１５に密着して取り付けることができ、照明装置１０から棚板１５への熱伝導をより確保することができる。
【００８１】
第２の実施の形態においても、複数の発光部１１を、第１の実施の形態において示したと同様、相互に接続することにより、熱伝導性基板２１の長手方向の大きさによって制限を受けない照明装置１０を構成することができる。
【００８２】
なお、配線基板２２ａおよび２２ｂの導体パターン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅの形状は、図８に示した形状に限定されず、変更して用いることができる。
さらに、発光部１１に搭載する発光素子パッケージ２０の個数は８個に限定されず、変更して用いることができる。
【符号の説明】
【００８３】
１…植物栽培装置、２…植物、１０…照明装置、１１…発光部、１２…反射部、１５…棚板、１６…支柱、１７…栽培容器、１８…電力供給ライン、１９…電源、２０…発光素子パッケージ、２１…熱伝導性基板、２１ａ…凸部、２２ａ、２２ｂ…配線基板、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅ…導体パターン、２４…接着層、２６…レジスト膜、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ…開口、２８ａ、２８ｂ、２８ｃ…接続配線、３１…第１の封止樹脂、３２…第２の封止樹脂、６１…樹脂容器、６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅ、６２ｆ…リード部、６４、６４−１〜６４−９、６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ…半導体発光素子チップ、６５…ボンディングワイヤ、１１０…第１基板、１４０…第１ｎ型半導体層、１４０ｃ…半導体層露出面、１５０…第１発光層、１６０…第１ｐ型半導体層、１７０…透明正極、１８０…第１保護層、２１０…第１ｐ電極、２４０…第１ｎ電極、３１０…第２基板、３２０…コンタクト層、３３０…第２ｐ型半導体層、３４０…第２発光層、３５０…第２ｎ型半導体層、３６０…第２保護層、４００…第２ｎ電極、４１０…第２ｐ電極、６４１…青色発光チップ、６４２…赤色発光チップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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